FR3050071A1 - RESISTIVE MEMORY, ASSOCIATED MANUFACTURING AND PROGRAMMING METHODS - Google Patents

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Abstract

Un aspect de l'invention concerne un procédé de fabrication d'une pluralité de mémoires résistives, chaque mémoire résistive comprenant une première électrode et une seconde électrode séparées par une couche en matériau actif, le procédé de fabrication comportant : - une étape de réalisation d'une pluralité d'éléments connecteurs avec un pas Cp suivant une première direction, chaque élément connecteur ayant une largeur Cb mesurée suivant la première direction ; - une étape de réalisation d'une pluralité de premières électrodes avec un pas Ep suivant la première direction, chaque première électrode ayant une première surface d'extrémité et une deuxième surface d'extrémité, la deuxième surface d'extrémité ayant une largeur Eb mesurée suivant la première direction et une aire supérieure à l'aire de la première surface d'extrémité ; le pas Ep et la largeur Eb étant tels que : 0 < Ep - Eb ≤ Cp - Cb et : Eb < Cp - Cb de sorte que, pour chaque élément connecteur de la pluralité d'éléments connecteurs, au moins une première électrode de la pluralité de premières électrodes est en contact, via sa deuxième surface d'extrémité, avec ledit élément connecteur, et chaque première électrode n'est en contact, via sa deuxième surface d'extrémité, qu'avec au plus un élément connecteur ; - une étape de dépôt d'une couche en matériau actif ; - une étape de réalisation, sur la couche en matériau actif, d'au moins une deuxième électrode de manière que pour chaque élément connecteur, la deuxième électrode est alignée avec au moins une première électrode en contact avec ledit élément connecteur, et la deuxième électrode est séparée de ladite au moins une première électrode par la couche en matériau actif.One aspect of the invention relates to a method for manufacturing a plurality of resistive memories, each resistive memory comprising a first electrode and a second electrode separated by a layer of active material, the manufacturing method comprising: a step of producing a plurality of connector elements with a pitch Cp in a first direction, each connector element having a width Cb measured in the first direction; a step of producing a plurality of first electrodes with a pitch Ep in the first direction, each first electrode having a first end surface and a second end surface, the second end surface having a measured width Eb. in the first direction and an area greater than the area of the first end surface; the pitch Ep and the width Eb being such that: 0 <Ep - Eb ≤ Cp - Cb and: Eb <Cp - Cb so that, for each connector element of the plurality of connector elements, at least a first electrode of the plurality of first electrodes is in contact, via its second end surface, with said connector element, and each first electrode is in contact, via its second end surface, only with at most one connector element; a step of depositing a layer of active material; a step of producing, on the layer of active material, at least one second electrode so that for each connector element, the second electrode is aligned with at least a first electrode in contact with said connector element, and the second electrode is separated from said at least one first electrode by the layer of active material.

Description

MEMOIRE RESISTIVE, PROCEDES DE FABRICATION ET DE PROGRAMMATION ASSOCIESRESISTIVE MEMORY, ASSOCIATED MANUFACTURING AND PROGRAMMING METHODS

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTIONTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Le domaine technique de l’invention est celui des mémoires réinscriptibles non volatiles, et plus spécifiquement celui des mémoires résistives de type OxRRAM et CBRAM. La présente invention concerne en particulier une mémoire résistive, un procédé de fabrication d’une mémoire résistive, un procédé de fabrication d’une pluralité de mémoires résistives et un procédé de programmation d’une mémoire résistive.The technical field of the invention is that of non-volatile rewritable memories, and more specifically that of resistive memories of the OxRRAM and CBRAM type. The present invention particularly relates to a resistive memory, a method of manufacturing a resistive memory, a method of manufacturing a plurality of resistive memories and a method of programming a resistive memory.

ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTIONBACKGROUND OF THE INVENTION

Les mémoires résistives, ou mémoires RRAM (de l’anglais « Résistive Random Access Memory >>) sont étudiées dans le cadre d’applications non-volatiles ; elles représentent notamment une alternative à l’utilisation de mémoires Flash.Resistive memories, or RRAMs (English "Resistive Random Access Memory") are studied in the context of non-volatile applications; they represent an alternative to the use of Flash memories.

Une mémoire résistive comprend des première et seconde électrodes séparées par une couche en matériau actif. Dans l’état initial, le matériau actif est isolant (état PRS, « Pristine Résistance State >>). Un premier stress électrique est appliqué sur la mémoire résistive vierge afin de générer pour la première fois un état conducteur faiblement résistif LRS (de l’anglais « Low Résistance State >>). Le processus associé est appelé FORMING. La mémoire résistive peut ensuite basculer de l’état conducteur faiblement résistif LRS à un état conducteur hautement résistif MRS (de l’anglais « High Résistance State >>) par l’application d’une première tension VRESET entre les première et seconde électrodes, et rebasculer de l’état conducteur hautement résistif MRS à l’état conducteur faiblement résistif LRS par l’application d’une deuxième tension VSET entre les première et deuxième électrodes. Elle peut donc être utilisée pour stocker une information binaire. L’état conducteur faiblement résistif LRS est également appelé état « ON >>. L’état conducteur hautement résistif MRS est également appelé état « OFF >>.Resistive memory includes first and second electrodes separated by a layer of active material. In the initial state, the active material is insulating (PRS state, "Pristine Resistance State"). A first electrical stress is applied to the virgin resistive memory to generate for the first time a low resistive conductive state LRS (Low Resistance State). The associated process is called FORMING. The resistive memory can then switch from the low resistive conducting state LRS to a highly resistive conducting state MRS (of the English "High Resistance State") by the application of a first voltage VRESET between the first and second electrodes, and switching from the high resistive conductive state MRS to the low resistive conducting state LRS by applying a second voltage VSET between the first and second electrodes. It can therefore be used to store binary information. The low resistive conductive state LRS is also called "ON" state. The highly resistive conductive state MRS is also called OFF state.

Le phénomène de changement de résistance est observé dans différents types de matériaux, ce qui suggère des mécanismes de fonctionnement différents. On peut ainsi distinguer plusieurs types de mémoires résistives. Le domaine de la présente invention concerne plus particulièrement deux catégories de mémoires résistives : - les mémoires comportant une zone active basée sur un matériau actif à base d’oxyde (mémoire OxRRAM ou « Oxyde RRAM >>) tel qu’un oxyde binaire d’un métal de transition ; - les mémoires comportant une zone active basée sur un matériau à conduction ionique (mémoires CBRAM ou « Conductive Bridging RAM >>) formant un électrolyte solide à conduction ionique disposé entre une électrode formant une cathode inerte et une électrode comportant une portion de métal ionisable, c'est-à-dire une portion de métal pouvant facilement former des ions métalliques, et formant une anode.The phenomenon of resistance change is observed in different types of materials, suggesting different mechanisms of operation. We can thus distinguish several types of resistive memories. The field of the present invention relates more particularly to two categories of resistive memories: the memories comprising an active zone based on an oxide-based active material (OxRRAM memory or "RRAM oxide") such as a binary oxide of a transition metal; the memories comprising an active zone based on an ionically conductive material (CBRAM memories or "Conductive Bridging RAM") forming an ionic conduction solid electrolyte disposed between an electrode forming an inert cathode and an electrode comprising a portion of ionizable metal, that is to say a portion of metal that can easily form metal ions, and forming an anode.

Le changement d’état résistif dans une mémoire résistive de type OxRRAM est généralement expliqué par la formation d’un filament de lacunes d’oxygènes au sein de la zone active. Le changement d’état résistif dans une mémoire résistive de type CBRAM est généralement expliqué par la formation d’un filament conducteur au sein de la zone active.The resistive state change in a resistive memory of the OxRRAM type is generally explained by the formation of a filament of oxygen vacancies within the active zone. The resistive state change in a CBRAM resistive memory is generally explained by the formation of a conductive filament within the active area.

Du point de vue de l’architecture, une mémoire résistive est généralement associée à un dispositif de sélection qui peut par exemple être un transistor ou une diode. Au sein d’une matrice comportant une pluralité de mémoires résistives, on prévoit donc un dispositif de sélection pour chaque mémoire résistive. Chaque mémoire résistive peut être connectée à son dispositif de sélection par un élément connecteur tel qu’un via ou trou d’interconnexion. Il s’agit alors d’aligner chaque mémoire résistive avec un tel élément connecteur. La qualité de l’alignement dépend typiquement des performances de l’équipement de lithographie utilisé. C’est un paramètre qui peut avoir un impact sur la variabilité des dispositifs obtenus. Il s’agit donc d’un paramètre potentiellement contraignant dans le cadre d’une intégration industrielle. La figure 1 montre schématiquement une mémoire résistive 1 comportant une première électrode E1, une deuxième électrode E2 et une couche en matériau actif A agencée entre les première et deuxième électrodes. La première électrode E1 de la mémoire résistive 1 est agencée au contact d’un élément connecteur C, qui permet un contact électrique avec un dispositif de sélection non représenté.From the point of view of architecture, a resistive memory is generally associated with a selection device which may for example be a transistor or a diode. Within a matrix comprising a plurality of resistive memories, there is therefore provided a selection device for each resistive memory. Each resistive memory can be connected to its selection device by a connector element such as a via or via. It is then a matter of aligning each resistive memory with such a connector element. The quality of the alignment typically depends on the performance of the lithography equipment used. It is a parameter that can have an impact on the variability of the devices obtained. It is therefore a potentially restrictive parameter in the context of industrial integration. FIG. 1 schematically shows a resistive memory 1 comprising a first electrode E1, a second electrode E2 and a layer of active material A arranged between the first and second electrodes. The first electrode E1 of the resistive memory 1 is arranged in contact with a connector element C, which allows electrical contact with a not shown selection device.

De nombreuses études portent par ailleurs sur les mémoires résistives afin d’améliorer leur fiabilité et leurs performances. Une difficulté concerne la dispersion de certaines caractéristiques électriques. Une dispersion importante des tensions de SET et de RESET et/ou des états résistifs est en effet mesurée d’une mémoire résistive à l’autre, mais également cycle-à-cycle pour une même mémoire résistive. Une raison proposée pour expliquer cette dispersion porte sur la difficulté à contrôler la taille et la position du filament au sein de la couche en matériau actif.Many studies also focus on resistive memories to improve their reliability and performance. One difficulty concerns the dispersion of certain electrical characteristics. A significant dispersion of the SET and RESET voltages and / or resistive states is indeed measured from one resistive memory to another, but also cycle-to-cycle for the same resistive memory. One reason given for this dispersion is the difficulty in controlling the size and position of the filament within the layer of active material.

RESUME DE L’INVENTIONSUMMARY OF THE INVENTION

La présente invention vise à diminuer la variabilité des caractéristiques électriques d’une mémoire résistive tout en relâchant les contraintes d’alignement lors de la fabrication de ladite mémoire résistive.The present invention aims to reduce the variability of the electrical characteristics of a resistive memory while releasing the alignment constraints during the manufacture of said resistive memory.

Un aspect de l’invention concerne un procédé de fabrication d’une pluralité de mémoires résistives, chaque mémoire résistive comprenant une première électrode et une seconde électrode séparées par une couche en matériau actif, chaque mémoire résistive étant initialement dans un état isolant et passant de l’état isolant à un état conducteur par l’application d’une tension seuil VFORMING entre les première et seconde électrodes, le procédé de fabrication comportant : - une étape de réalisation d’une pluralité d’éléments connecteurs s’étendant sensiblement suivant un plan de référence avec un pas Cp suivant une première direction parallèle au plan de référence, chaque élément connecteur ayant une largeur Cb mesurée suivant la première direction ; - une étape de réalisation d’une pluralité de premières électrodes avec un pas Ep suivant la première direction, chaque première électrode ayant une première surface d’extrémité et une deuxième surface d’extrémité, la deuxième surface d’extrémité ayant une largeur Eb mesurée suivant la première direction et une aire supérieure à l’aire de la première surface d’extrémité ; le pas Ep et la largeur Eb étant tels que : 0 < Ep — Eb < Cp — Cb et :One aspect of the invention relates to a method of manufacturing a plurality of resistive memories, each resistive memory comprising a first electrode and a second electrode separated by a layer of active material, each resistive memory being initially in an insulating state and passing from the insulating state in a conductive state by the application of a threshold voltage VFORMING between the first and second electrodes, the manufacturing method comprising: a step of producing a plurality of connector elements extending substantially in a direction reference plane with a pitch Cp in a first direction parallel to the reference plane, each connector element having a width Cb measured along the first direction; a step of producing a plurality of first electrodes with a pitch Ep in the first direction, each first electrode having a first end surface and a second end surface, the second end surface having a measured width Eb. in the first direction and an area greater than the area of the first end surface; the pitch Ep and the width Eb being such that: 0 <Ep - Eb <Cp - Cb and:

Eb < Cp — Cb de sorte que pour chaque élément connecteur de la pluralité d’éléments connecteurs, au moins une première électrode de la pluralité de premières électrodes est en contact, via sa deuxième surface d’extrémité, avec ledit élément connecteur, et chaque première électrode n’est en contact, via sa deuxième surface d’extrémité, qu’avec au plus un élément connecteur ; - une étape de dépôt d’une couche en matériau actif au contact, pour chaque élément connecteur, de la première surface d’extrémité d’au moins une première électrode en contact avec ledit élément connecteur ; - une étape de réalisation, sur la couche en matériau actif, d’au moins une deuxième électrode de manière que pour chaque élément connecteur, la deuxième électrode est alignée avec au moins une première électrode en contact avec ledit élément connecteur, et la deuxième électrode est séparée de ladite au moins une première électrode par la couche en matériau actif.Eb <Cp - Cb so that for each connector element of the plurality of connector elements, at least a first electrode of the plurality of first electrodes is in contact, via its second end surface, with said connector element, and each first electrode is in contact, via its second end surface, with at most one connector element; a step of depositing a layer of active material in contact, for each connector element, with the first end surface of at least one first electrode in contact with said connector element; a step of producing, on the layer of active material, at least a second electrode so that for each connector element, the second electrode is aligned with at least a first electrode in contact with said connector element, and the second electrode is separated from said at least one first electrode by the layer of active material.

On entend par « la deuxième électrode est alignée avec au moins une première électrode en contact avec l’élément connecteur >> le fait qu’il existe au moins un premier plan perpendiculaire au plan de référence et traversant à la fois la deuxième électrode et la première surface d’extrémité d’au moins une première électrode en contact avec l’élément connecteur.The term "the second electrode is aligned with at least one first electrode in contact with the connector element" means that there is at least one first plane perpendicular to the reference plane and passing through both the second electrode and the second electrode. first end surface of at least a first electrode in contact with the connector element.

Grâce au procédé de fabrication d’une pluralité de mémoires résistives selon un aspect de l’invention, on réalise une pluralité d’éléments connecteurs avec un pas Cp suivant la première direction, chaque élément connecteur ayant une largeur Cb mesurée suivant la première direction, et une pluralité de premières électrodes avec un pas Ep suivant la première direction, chaque première électrode ayant une deuxième surface d’extrémité de largeur Eb suivant la première direction. La largeur Eb de la deuxième surface d’extrémité de chaque première électrode est avantageusement choisie telle que : Eb < Cp - Cb. Ainsi, on empêche avantageusement qu’une même première électrode soit en contact avec deux éléments connecteurs différents. Autrement dit, on garantit que chaque première électrode ne sera en contact qu’avec un seul élément connecteur au maximum. Il est possible qu’une première électrode ne soit en contact avec aucun élément connecteur. Le pas Ep et la largeur Eb sont avantageusement choisis de manière que leur différence soit inférieure ou égale à la différence du pas Cp et de la largeur Cb de l’élément connecteur. On garantit ainsi qu’il y a toujours au moins une première électrode en contact avec chaque élément connecteur, sans aucune contrainte d’alignement entre la pluralité d’éléments connecteurs et la pluralité de premières électrodes. Il est possible que plusieurs premières électrodes soient en contact avec un même élément connecteur, ce qui n’est pas préjudiciable au bon fonctionnement ultérieur de la mémoire résistive. Dans le cas où une deuxième électrode est alignée avec plusieurs premières électrodes en contact avec un élément connecteur, lesdites premières électrodes se trouvent en effet en compétition les unes avec les autres lors de l’étape de FORMING - pendant laquelle la tension seuil VFORMING est appliquée entre la pluralité de premières électrodes d’une part et la deuxième électrode d’autre part. On considère que la formation d’un filament conducteur débute, au sein de la couche en matériau actif, en regard de chacune desdites premières électrodes. Tous les filaments conducteurs ne se forment toutefois pas à la même vitesse. La première électrode en regard de laquelle le filament conducteur est entièrement créé le premier détermine ainsi l’unique point mémoire fonctionnel finalement réalisé. Dès que le premier filament conducteur est créé, la formation des autres filaments conducteurs est inhibée. Par ailleurs, pour chaque première électrode, l’aire de la première surface d’extrémité est avantageusement inférieure à l’aire de la deuxième surface d’extrémité afin de pouvoir contrôler le cas échéant la taille et la position du filament au sein de la couche en matériau actif.With the method of manufacturing a plurality of resistive memories according to one aspect of the invention, a plurality of connector elements are produced with a pitch Cp in the first direction, each connector element having a width Cb measured in the first direction, and a plurality of first electrodes with a pitch Ep in the first direction, each first electrode having a second end surface of width Eb in the first direction. The width Eb of the second end surface of each first electrode is advantageously chosen such that: Eb <Cp - Cb. Thus, it is advantageous to prevent the same first electrode from being in contact with two different connector elements. In other words, it is ensured that each first electrode will be in contact with only one connector element at most. It is possible that a first electrode does not come into contact with any connector element. The pitch Ep and the width Eb are advantageously chosen so that their difference is less than or equal to the difference of the pitch Cp and the width Cb of the connector element. This ensures that there is always at least one first electrode in contact with each connector element, without any alignment constraints between the plurality of connector elements and the plurality of first electrodes. It is possible that several first electrodes are in contact with the same connector element, which is not detrimental to the subsequent functioning of the resistive memory. In the case where a second electrode is aligned with a plurality of first electrodes in contact with a connector element, said first electrodes are indeed in competition with each other during the FORMING step - during which the threshold voltage VFORMING is applied between the plurality of first electrodes on the one hand and the second electrode on the other hand. It is considered that the formation of a conductive filament begins, within the layer of active material, facing each of said first electrodes. All conductive filaments, however, do not form at the same speed. The first electrode opposite which the conductive filament is entirely created first thus determines the only functional memory point finally made. As soon as the first conductive filament is created, the formation of the other conductive filaments is inhibited. Moreover, for each first electrode, the area of the first end surface is advantageously less than the area of the second end surface in order to be able to control the size and the position of the filament within the layer of active material.

Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le procédé de fabrication d’une mémoire résistive selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - Le pas Ep peut être choisi tel que \ 0 < Ep < Cb. On garantit dans ce cas qu’il y a toujours au moins deux premières électrodes en contact avec l’élément connecteur, sans aucune contrainte d’alignement entre l’élément connecteur et la pluralité de premières électrodes. - Chaque élément connecteur de la pluralité d’éléments connecteurs est préférentiellement un via ou trou d’interconnexion. - Chaque deuxième électrode est préférentiellement une ligne d’interconnexion. - La couche en matériau actif est avantageusement déposée au contact de la première surface d’extrémité de chaque première électrode. On simplifie ainsi le dépôt de la couche en matériau actif.In addition to the characteristics that have just been mentioned in the preceding paragraph, the method of manufacturing a resistive memory according to one aspect of the invention may have one or more additional characteristics among the following, considered individually or in any technically possible combination. : - The step Ep can be chosen such that \ 0 <Ep <Cb. In this case, it is guaranteed that there are always at least two first electrodes in contact with the connector element, without any alignment constraint between the connector element and the plurality of first electrodes. Each connector element of the plurality of connector elements is preferably a via or interconnection hole. Each second electrode is preferably an interconnection line. - The layer of active material is advantageously deposited in contact with the first end surface of each first electrode. This simplifies the deposition of the layer of active material.

Selon un premier mode de réalisation, l’étape de réalisation de la pluralité de premières électrodes comprend les sous-étapes suivantes : - une sous-étape de dépôt, sur une couche en matériau diélectrique comportant la pluralité d’éléments connecteurs, d’une couche d’un matériau conducteur ; - une sous-étape de dépôt, sur la couche du matériau conducteur, d’une couche de résine ; - une sous-étape de structuration de la couche de résine pour l’obtention d’une pluralité de motifs de résine avec le pas Ep suivant la première direction, chaque motif de résine comportant une première surface d’extrémité et une deuxième surface d’extrémité ayant une aire supérieure à l’aire de la première surface d’extrémité, la deuxième surface d’extrémité étant en contact avec la couche du matériau conducteur, la deuxième surface d’extrémité ayant la largeur Eb suivant la première direction ; - une sous-étape de gravure anisotrope de l’empilement formé par la pluralité de motifs de résine et la couche du matériau conducteur, avec arrêt sur la couche en matériau diélectrique, pour l’obtention de la pluralité de premières électrodes ; - une sous-étape de dépôt d’une deuxième couche d’un matériau diélectrique de manière à recouvrir la pluralité de premières électrodes ; - une sous-étape de retrait partiel de la deuxième couche de matériau diélectrique de manière à dégager la première surface d’extrémité de chaque première électrode.According to a first embodiment, the step of producing the plurality of first electrodes comprises the following substeps: a sub-step of deposition, on a dielectric material layer comprising the plurality of connector elements, of a layer of a conductive material; a sub-step of depositing, on the layer of the conductive material, a layer of resin; a sub-step of structuring the resin layer to obtain a plurality of resin patterns with the pitch Ep in the first direction, each resin pattern comprising a first end surface and a second surface; an end having an area greater than the area of the first end surface, the second end surface being in contact with the layer of the conductive material, the second end surface having the width Eb in the first direction; a sub-step of anisotropic etching of the stack formed by the plurality of resin patterns and the layer of the conductive material, with a stop on the layer of dielectric material, for obtaining the plurality of first electrodes; a sub-step of depositing a second layer of a dielectric material so as to cover the plurality of first electrodes; a sub-step of partially removing the second layer of dielectric material so as to disengage the first end surface of each first electrode.

Ce premier mode de réalisation présente l’avantage de permettre un transfert de forme simple et répétable, depuis les motifs de résine vers le matériau conducteur, pour l’obtention de la pluralité de premières électrodes.This first embodiment has the advantage of allowing a simple and repeatable shape transfer, from the resin patterns to the conductive material, for obtaining the plurality of first electrodes.

Selon un deuxième mode de réalisation, l’étape de réalisation de la pluralité de premières électrodes comprend les sous-étapes suivantes : - une sous-étape de dépôt, sur une couche en matériau diélectrique comportant la pluralité d’éléments connecteurs, d’une couche d’un matériau conducteur ; - une sous-étape de réalisation, sur la couche du matériau conducteur, d’une pluralité de masques avec le pas Ep suivant la première direction, chaque masque ayant une largeur suivant la première direction au moins égale à la largeur Eb ; - une sous-étape de gravure isotrope pour l’obtention de la pluralité de premières électrodes ; - une sous-étape de retrait de la pluralité de masques ; - une sous-étape de dépôt d’une deuxième couche d’un matériau diélectrique de manière à recouvrir la pluralité de premières électrodes ; - une sous-étape de retrait partiel de la deuxième couche de matériau diélectrique de manière à dégager la première surface d’extrémité de chaque première électrode.According to a second embodiment, the step of producing the plurality of first electrodes comprises the following substeps: a sub-step of deposition, on a dielectric material layer comprising the plurality of connector elements, of a layer of a conductive material; a sub-step of producing, on the layer of the conductive material, a plurality of masks with the pitch Ep in the first direction, each mask having a width in the first direction at least equal to the width Eb; an isotropic etching sub-step for obtaining the plurality of first electrodes; a substep of removing the plurality of masks; a sub-step of depositing a second layer of a dielectric material so as to cover the plurality of first electrodes; a sub-step of partially removing the second layer of dielectric material so as to disengage the first end surface of each first electrode.

La sous-étape de retrait partiel peut être réalisée par une technique de polissage mécano-chimique.The sub-step of partial withdrawal can be achieved by a chemical mechanical polishing technique.

Alternativement, la sous-étape de retrait partiel peut comporter : - une première sous-étape de polissage mécano-chimique ne débouchant pas sur la première surface d’extrémité de chaque première électrode, et - une deuxième sous-étape de gravure afin de libérer la première surface d’extrémité de chaque première électrode.Alternatively, the sub-step of partial withdrawal may comprise: a first chemical-mechanical polishing sub-step not opening on the first end surface of each first electrode, and a second etching sub-step in order to release the first end surface of each first electrode.

Lorsque la sous-étape de retrait partiel est uniquement réalisée par une technique de polissage mécano-chimique, au moins une cale est avantageusement préalablement réalisée dans le matériau conducteur en plus de la pluralité de premières électrodes, la cale présentant une hauteur, mesurée suivant une direction perpendiculaire au plan de référence, sensiblement égale à la hauteur de chaque première électrode et ayant une première surface d’extrémité plus grande que la première surface d’extrémité de chaque première électrode de manière à former une surface d’arrêt lors d’un polissage mécano-chimique. L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.When the partial removal sub-step is only performed by a chemical mechanical polishing technique, at least one wedge is advantageously made beforehand in the conductive material in addition to the plurality of first electrodes, the wedge having a height, measured according to a perpendicular to the reference plane, substantially equal to the height of each first electrode and having a first end surface larger than the first end surface of each first electrode so as to form a stop surface at a chemical mechanical polishing. The invention and its various applications will be better understood by reading the following description and examining the figures that accompany it.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURESBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. - La figure 1 montre une représentation schématique d’une mémoire résistive selon l’état de la technique. - La figure 2 montre un diagramme des étapes d’un procédé de fabrication d’une pluralité de mémoires résistives selon un aspect de l’invention. - La figure 3a montre schématiquement une vue en coupe d’une première pluralité de mémoires résistives obtenue selon le procédé de la figure 2. - La figure 3b montre schématiquement une vue en coupe d’une deuxième pluralité de mémoires résistives obtenue selon le procédé de la figure 2. - Les figures 4a, 4b, 4c, 4d et 4e illustrent respectivement des première, deuxième, troisième, quatrième et cinquième géométries possibles d’une première électrode d’une mémoire résistive obtenue selon le procédé de la figure 2. - Les figures 5a, 5b, 5c et 5d montrent des sous-étapes d’une étape de réalisation d’une pluralité de premières électrodes du procédé de la figure 2, selon un premier mode de réalisation. - Les figures 6a, 6b, 6c et 6d montrent des sous-étapes d’une étape de réalisation d’une pluralité de premières électrodes du procédé de la figure 2, selon un deuxième mode de réalisation. - La figure 7 montre un exemple de cale pouvant être utilisé lors du procédé de la figure 2. - La figure 8a montre schématiquement une première vue de dessus en coupe d’une pluralité de mémoires résistives obtenue par le procédé de la figure 2. - La figure 8b montre schématiquement une deuxième vue de dessus en coupe de la pluralité de mémoires résistives de la figure 8a. - La figure 9 montre schématiquement une vue en perspective d’une pluralité de mémoires résistives obtenue par le procédé de la figure 2.The figures are presented as an indication and in no way limit the invention. - Figure 1 shows a schematic representation of a resistive memory according to the state of the art. FIG. 2 shows a diagram of the steps of a method of manufacturing a plurality of resistive memories according to one aspect of the invention. FIG. 3a schematically shows a sectional view of a first plurality of resistive memories obtained according to the method of FIG. 2. FIG. 3b schematically shows a sectional view of a second plurality of resistive memories obtained according to the method of FIG. FIG. 2 - FIGS. 4a, 4b, 4c, 4d and 4e respectively illustrate first, second, third, fourth and fifth possible geometries of a first electrode of a resistive memory obtained according to the method of FIG. FIGS. 5a, 5b, 5c and 5d show sub-steps of a step of producing a plurality of first electrodes of the method of FIG. 2, according to a first embodiment. FIGS. 6a, 6b, 6c and 6d show sub-steps of a step of producing a plurality of first electrodes of the method of FIG. 2, according to a second embodiment. FIG. 7 shows an exemplary shim that can be used during the process of FIG. 2. FIG. 8a schematically shows a first sectional top view of a plurality of resistive memories obtained by the method of FIG. Figure 8b schematically shows a second sectional top view of the plurality of resistive memories of Figure 8a. FIG. 9 schematically shows a perspective view of a plurality of resistive memories obtained by the method of FIG. 2.

DESCRIPTION DETAILLEE D’AU MOINS UN MODE DE REALISATION DE L’INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF AT LEAST ONE EMBODIMENT OF THE INVENTION

Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique.Unless otherwise specified, the same element appearing in different figures has a unique reference.

La figure 1, qui montre une représentation schématique d’une mémoire résistive 1 selon l’état de la technique, a été précédemment décrite.Figure 1, which shows a schematic representation of a resistive memory 1 according to the state of the art, has been previously described.

La figure 2 montre un diagramme des étapes d’un procédé 200, selon un aspect de l’invention, de fabrication d’une pluralité de mémoires résistives. La figure 3a montre schématiquement une vue en coupe d’une première pluralité de mémoires résistives obtenue selon le procédé 200. La figure 3b montre schématiquement une vue en coupe d’une deuxième pluralité de mémoires résistives obtenue selon le procédé 200. Les figures 2, 3a et 3b sont décrites conjointement.FIG. 2 shows a diagram of the steps of a method 200, according to one aspect of the invention, of manufacturing a plurality of resistive memories. FIG. 3a schematically shows a sectional view of a first plurality of resistive memories obtained according to the method 200. FIG. 3b schematically shows a sectional view of a second plurality of resistive memories obtained according to the method 200. FIGS. 3a and 3b are described together.

Le procédé 200 de fabrication d’une mémoire résistive comporte une étape 201 selon laquelle on réalise une pluralité d’éléments connecteurs G s’étendant sensiblement suivant un plan de référence R avec un pas Cp suivant une première direction parallèle au plan de référence R, chaque élément connecteur G ayant une largeur Gb mesurée suivant la première direction. Ghaque élément connecteur G permet une reprise de contact électrique et est typiquement réalisé au sein d’une couche en matériau diélectrique. Ghaque élément connecteur G est préférentiellement un via ou trou d’interconnexion.The method 200 for manufacturing a resistive memory comprises a step 201 in which a plurality of connector elements G extending substantially along a reference plane R is produced with a pitch Cp in a first direction parallel to the reference plane R, each connector element G having a width Gb measured in the first direction. Each connector element G allows electrical contact recovery and is typically realized within a layer of dielectric material. Each connector element G is preferably a via or interconnection hole.

Le procédé 200 de fabrication d’une pluralité de mémoires résistives comporte ensuite une étape 202 selon laquelle on réalise une pluralité de premières électrodes El avec un pas Ep suivant la première direction, chaque première électrode El ayant une première surface d’extrémité exi et une deuxième surface d’extrémité ex2, la deuxième surface d’extrémité ex2 ayant une largeur Eb mesurée suivant la première direction et une aire supérieure à l’aire de la première surface d’extrémité exi ; le pas Ep et la largeur Eb étant tels que : 0 < Ep - Eb < Cp - Cb, de sorte que, pour chaque élément connecteur G, au moins une première électrode El est en contact, via sa deuxième surface d’extrémité ex2, avec ledit élément connecteur G.The method 200 for manufacturing a plurality of resistive memories then comprises a step 202 in which a plurality of first electrodes E1 are produced with a pitch Ep in the first direction, each first electrode E1 having a first end surface exi and a second end surface ex2, the second end surface ex2 having a width Eb measured in the first direction and an area greater than the area of the first end surface exi; the pitch Ep and the width Eb being such that: 0 <Ep - Eb <Cp - Cb, so that, for each connector element G, at least a first electrode El is in contact, via its second end surface ex2, with said connector element G.

Ghaque première électrode El présente une hauteur Eh, mesurée suivant une direction perpendiculaire au plan de référence R entre sa première surface d’extrémité exi et sa deuxième surface d’extrémité ex2. Pour chaque première électrode El, le rapport Eh/Eb de la hauteur Eh sur la largeur Eb est préférentiellement de l’ordre de 2 est peut par exemple être compris entre 1 et 3. Un rapport Eh/Eb de la hauteur Eh sur la largeur Eb trop élevé a pour conséquence une instabilité mécanique, notamment lors du polissage mais aussi lors de la gravure. Un rapport Eh/Eb de la hauteur Eh sur la largeur Eb trop faible a pour conséquence une trop grande variabilité de la première surface de contact ex1 de chaque première électrode E1. La hauteur Eh de chaque première électrode E1 est préférentiellement comprise entre 50 nm et 300 nm. La largeur Eb de chaque première électrode E1 est donc préférentiellement comprise entre 16 nm et 300 nm, et plus préférentiellement comprise entre 25 nm et 150 nm.Each first el electrode E has a height Eh, measured in a direction perpendicular to the reference plane R between its first end surface exi and its second end surface ex2. For each first electrode El, the Eh / Eb ratio of the height Eh over the width Eb is preferably of the order of 2, for example, may be between 1 and 3. An Eh / Eb ratio of the height Eh over the width Eb too high results in mechanical instability, especially during polishing but also during engraving. An Eh / Eb ratio of the height Eh on the width Eb too low results in too much variability of the first contact surface ex1 of each first electrode E1. The height Eh of each first electrode E1 is preferably between 50 nm and 300 nm. The width Eb of each first electrode E1 is therefore preferably between 16 nm and 300 nm, and more preferably between 25 nm and 150 nm.

Chaque première électrode El peut notamment être de forme conique, ou de forme tronconique, ou en forme de prisme. La figure 4a montre un premier exemple de première électrode El en forme de cône ; la première électrode El de la figure 4a est plus particulièrement un cône de révolution. La figure 4c montre un deuxième exemple de première électrode El en forme de cône ; la première électrode El de la figure 4c est plus particulièrement une pyramide. La figure 4b montre un premier exemple de première électrode El de forme tronconique. La figure 4d montre un deuxième exemple de première électrode El de forme tronconique. La figure 4e montre un exemple de première électrode El en forme de prisme.Each first electrode El may in particular be of conical shape, or of frustoconical shape, or in the form of a prism. Fig. 4a shows a first example of a first cone-shaped electrode El; the first electrode El of Figure 4a is more particularly a cone of revolution. FIG. 4c shows a second example of a first cone-shaped electrode El; the first electrode El of Figure 4c is more particularly a pyramid. FIG. 4b shows a first example of a first electrode El of frustoconical shape. FIG. 4d shows a second example of a first electrode El of frustoconical shape. Figure 4e shows an example of a first electrode El in the shape of a prism.

Un premier mode de réalisation de l’étape 202 de réalisation de la pluralité de premières électrodes El est ultérieurement décrit en lien avec les figures 5a, 5b, 5c et 5. Un deuxième mode de réalisation de l’étape 202 de réalisation de la pluralité de premières électrodes El est ultérieurement décrit en lien avec les figures 6a, 6b, 6c et 6d.A first embodiment of the step 202 for producing the plurality of first electrodes E1 is subsequently described with reference to FIGS. 5a, 5b, 5c and 5. A second embodiment of the step 202 of realizing plurality first electrodes El is subsequently described in connection with FIGS. 6a, 6b, 6c and 6d.

Le procédé 200 de fabrication d’une pluralité de mémoires résistives comporte ensuite une étape 203 selon laquelle on dépose une couche en matériau actif A au contact, pour chaque élément connecteur C, de la première surface d’extrémité exi d’au moins une première électrode El en contact avec ledit élément connecteur C. Le matériau actif A est par exemple de l’oxyde d’hafnium Hf02, ou un nitrure, ou un oxyde. La couche en matériau actif A est avantageusement déposée au contact de la première surface d’extrémité exi de chaque première électrode E1. On simplifie ainsi le dépôt de la couche en matériau actif A.The method 200 for manufacturing a plurality of resistive memories then comprises a step 203 according to which an active material layer A is deposited in contact, for each connector element C, with the first end surface exi of at least a first electrode E in contact with said connector element C. The active material A is, for example, hafnium oxide HfO 2, or a nitride, or an oxide. The layer of active material A is advantageously deposited in contact with the first end surface exi of each first electrode E1. This simplifies the deposition of the layer of active material A.

Le procédé 200 de fabrication d’une mémoire résistive comporte ensuite une étape 204 selon laquelle on réalise, sur la couche en matériau actif A, au moins une deuxième électrode E2 de manière que pour chaque élément connecteur G, la deuxième électrode E2 est alignée avec au moins une première électrode E1 en contact avec ledit élément connecteur C, et la deuxième électrode est séparée de ladite au moins une première électrode E1 par la couche en matériau actif A. La deuxième électrode E2 est par exemple réalisée en titane Ti, en nitrure de titane TiN, en tantale Ta ou en nitrure de tantale TaN. La deuxième électrode E2 peut notamment être un alliage de titane Ti et/ou nitrure de titane TiN et/ou tantale Ta et/ou nitrure de tantale TaN. La deuxième électrode E2 peut également être une multicouche comportant une couche de titane Ti et/ou une couche de nitrure de titane TiN et/ou une couche de tantale Ta et/ou une couche de nitrure de tantale TaN et/ou une couche d’un alliage des matériaux précédemment cités. La deuxième électrode E2 est préférentiellement une ligne d’interconnexion.The method 200 for producing a resistive memory then comprises a step 204 in which at least one second electrode E2 is produced on the layer of active material A so that for each connector element G the second electrode E2 is aligned with at least one first electrode E1 in contact with said connector element C, and the second electrode is separated from said at least one first electrode E1 by the layer of active material A. The second electrode E2 is for example made of titanium Ti, nitride titanium TiN, tantalum Ta or tantalum nitride TaN. The second electrode E2 may in particular be a titanium alloy Ti and / or titanium nitride TiN and / or tantalum Ta and / or tantalum nitride TaN. The second electrode E2 may also be a multilayer comprising a titanium layer Ti and / or a titanium nitride TiN layer and / or a tantalum Ta layer and / or a tantalum nitride TaNN layer and / or a layer of an alloy of the aforementioned materials. The second electrode E2 is preferably an interconnection line.

La figure 3a montre en particulier une première pluralité de mémoires résistives obtenue par le procédé 200. Dans cet exemple particulier, chaque élément connecteur C est en contact avec une unique première électrode E1. Il est possible qu’une première électrode E1 ne soit en contact avec aucun élément connecteur C. La largeur Eb de chaque première électrode E1 est inférieure à la distance (Cp - Cb) qui sépare deux éléments connecteurs C consécutifs alignés suivant la première direction. Ainsi, une même première électrode E1 ne peut pas être en contact avec plus d’un élément connecteur C.FIG. 3a shows in particular a first plurality of resistive memories obtained by the method 200. In this particular example, each connector element C is in contact with a single first electrode E1. It is possible that a first electrode E1 is not in contact with any connector element C. The width Eb of each first electrode E1 is smaller than the distance (Cp - Cb) separating two consecutive connector elements C aligned in the first direction. Thus, the same first electrode E1 can not be in contact with more than one connector element C.

La figure 3b montre en particulier une deuxième pluralité de mémoires résistives obtenue par le procédé 200. Dans cet exemple particulier, chaque élément connecteur C est en contact avec une ou deux premières électrodes E1. Il est possible qu’une première électrode E1 ne soit en contact avec aucun élément connecteur C. La largeur Eb de chaque première électrode E1 est inférieure à la distance (Cp - Cb) qui sépare deux éléments connecteurs G consécutifs alignés suivant la première direction.In particular, FIG. 3b shows a second plurality of resistive memories obtained by method 200. In this particular example, each connector element C is in contact with one or two first electrodes E1. It is possible for a first electrode E1 to be in contact with no connector element C. The width Eb of each first electrode E1 is smaller than the distance (Cp - Cb) separating two consecutive connector elements G aligned in the first direction.

Le premier mode de réalisation de l’étape 202 de réalisation de la pluralité de premières électrodes E1 est à présent décrit, en lien avec les figures 5a, 5b, 5c et 5d. L’étape 202 de réalisation de la pluralité de premières électrodes E1 comporte, selon le premier mode de réalisation, une première sous-étape de dépôt, sur une couche en matériau diélectrique comportant l’élément connecteur C, d’une couche d’un matériau conducteur. La couche du matériau conducteur a une épaisseur, mesurée suivant une direction perpendiculaire au plan de référence R, supérieure ou égale à la hauteur Eh souhaitée pour chaque première électrode E1. La couche du matériau conducteur a préférentiellement une épaisseur comprise entre 50 nm et 300 nm. Le matériau conducteur peut par exemple être du nitrure de titane TiN, du titane Ti, du nitrure de tantale TaN ou du tantale Ta. L’étape 202 de réalisation de la pluralité de premières électrodes E1 comporte ensuite, selon le premier mode de réalisation, une deuxième sous-étape de dépôt, sur la couche du matériau conducteur, d’une couche de résine Re. Cette deuxième sous-étape est illustrée à la figure 5a. L’étape 202 de réalisation de la pluralité de premières électrodes E1 comporte ensuite, selon le premier mode de réalisation, une troisième sous-étape de structuration de la couche de résine pour l’obtention d’une pluralité de motifs Mo de résine avec le pas Ep suivant la première direction, chaque motif Mo de résine comportant une première surface d’extrémité et une deuxième surface d’extrémité ayant une aire supérieure à l’aire de la première surface d’extrémité, la deuxième surface d’extrémité étant en contact avec la couche du matériau conducteur, la deuxième surface d’extrémité ayant la largeur Eb suivant la première direction. La structuration de la couche de résine peut être réalisée par une technique de nanoimpression ou de nano-moulage. La structuration de la couche de résine peut alternativement être réalisée par une étape de lithographie conventionnelle. Dans cette alternative, le premier mode de réalisation de l’invention permet avantageusement de s’affranchir de l’utilisation des techniques de lithographies les plus agressives tout en obtenant finalement une zone mémoire, entre les première et seconde électrodes de chaque mémoire résistive, de dimensions très réduites. Il peut être prévu une étape de durcissement de la résine. Cette troisième sous-étape est illustrée à la figure 5b. L’étape 202 de réalisation de la pluralité de premières électrodes E1 comporte ensuite, selon le premier mode de réalisation, une quatrième sous-étape de gravure anisotrope de l’empilement formé par la pluralité de motifs de résine et la couche du matériau conducteur, avec arrêt sur la couche en matériau diélectrique, pour l’obtention de la pluralité de premières électrodes E1. Avoir préalablement réalisé une étape de durcissement de la résine permet de minimiser la vitesse de gravure desdits motifs. L’objectif est de parvenir à une sélectivité de gravure sensiblement égale à 1 entre le matériau conducteur et la résine, ou autrement dit de parvenir à graver le matériau conducteur et la résine sensiblement à la même vitesse. Si la sélectivité de gravure entre le matériau conducteur et la résine est supérieure à 1, c’est-à-dire si le matériau conducteur est gravé plus vite que la résine, on choisit préférentiellement au préalable de déposer une épaisseur de la couche de résine Re, mesurée suivant une direction perpendiculaire au plan de référence R, inférieure à la hauteur Eh souhaitée pour chaque première électrode E1. Autrement dit, on prévoit que la hauteur de chaque motif Mo structuré est inférieure à la hauteur Eh de la première électrode E1 qu’il sert à réaliser par transfert. Si au contraire la sélectivité de gravure entre le matériau conducteur et la résine est inférieure à 1, c’est-à-dire si le matériau conducteur est gravé moins vite que la résine, on choisit préférentiellement au préalable de déposer une épaisseur de la couche de résine Re, mesurée suivant une direction perpendiculaire au plan de référence R, supérieure à la hauteur Eh souhaitée pour chaque première électrode E1. Autrement dit, on prévoit que la hauteur de chaque motif Mo structuré est supérieure à la hauteur Eh de la première électrode E1 qu’il sert à réaliser par transfert. On permet ainsi un transfert optimum de la forme de chaque motif Mo de résine dans le matériau conducteur, pour l’obtention de la pluralité de premières électrodes E1 en matériau conducteur. La gravure anisotrope peut être réalisée au moyen d’une technique de gravure ionique réactive RIE (de l’anglais « reactive-ion etching ») de type chlorée, avec par exemple du trichlorure de bore BCIs ou du dichlore CI2. Cette quatrième sous-étape est illustrée à la figure 5c. L’étape 202 de réalisation de la pluralité de premières électrodes E1 comporte ensuite, selon le premier mode de réalisation, une cinquième sous-étape de dépôt d’une deuxième couche d’un matériau diélectrique de manière à recouvrir la pluralité de premières électrodes E1, puis une sixième sous-étape de retrait partiel de la deuxième couche de matériau diélectrique de manière à dégager la première surface d’extrémité ex1 de chaque première électrode E1. Cette sixième sous-étape est illustrée à la figure 5d.The first embodiment of the step 202 of producing the plurality of first electrodes E1 is now described, in connection with FIGS. 5a, 5b, 5c and 5d. The step 202 for producing the plurality of first electrodes E1 comprises, according to the first embodiment, a first sub-step of depositing, on a layer of dielectric material comprising the connector element C, a layer of a conductive material. The layer of the conductive material has a thickness, measured in a direction perpendicular to the reference plane R, greater than or equal to the desired height Eh for each first electrode E1. The layer of the conductive material preferably has a thickness of between 50 nm and 300 nm. The conductive material may for example be titanium nitride TiN, titanium Ti, tantalum nitride TaN or tantalum Ta. The step 202 of producing the plurality of first electrodes E1 then comprises, according to the first embodiment, a second sub-step of depositing, on the layer of the conductive material, a resin layer Re. step is illustrated in Figure 5a. The step 202 of producing the plurality of first electrodes E1 then comprises, according to the first embodiment, a third substep of structuring the resin layer to obtain a plurality of resin Mo units with the not Ep in the first direction, each Mo resin pattern having a first end surface and a second end surface having an area greater than the area of the first end surface, the second end surface being contact with the layer of conductive material, the second end surface having the width Eb in the first direction. The structuring of the resin layer can be carried out by a nanoimprinting or nano-molding technique. The structuring of the resin layer may alternatively be carried out by a conventional lithography step. In this alternative, the first embodiment of the invention advantageously makes it possible to dispense with the use of the most aggressive lithography techniques while finally obtaining a memory zone, between the first and second electrodes of each resistive memory, of very small dimensions. It can be provided a step of curing the resin. This third substep is illustrated in Figure 5b. The step 202 of producing the plurality of first electrodes E1 then comprises, according to the first embodiment, a fourth substep of anisotropic etching of the stack formed by the plurality of resin patterns and the layer of the conductive material, with stopping on the layer of dielectric material, for obtaining the plurality of first electrodes E1. Having previously carried out a step of curing the resin makes it possible to minimize the speed of etching of said patterns. The objective is to achieve an etching selectivity substantially equal to 1 between the conductive material and the resin, or in other words to achieve etching the conductive material and the resin substantially at the same speed. If the etching selectivity between the conductive material and the resin is greater than 1, that is to say if the conductive material is etched faster than the resin, it is preferable beforehand to deposit a thickness of the resin layer. Re, measured in a direction perpendicular to the reference plane R, less than the desired height Eh for each first electrode E1. In other words, it is expected that the height of each structured Mo pattern is less than the height Eh of the first electrode E1 it serves to achieve by transfer. If, on the contrary, the etching selectivity between the conductive material and the resin is less than 1, that is to say if the conductive material is etched less rapidly than the resin, it is preferentially chosen beforehand to deposit a thickness of the layer. resin Re, measured in a direction perpendicular to the reference plane R, greater than the height Eh desired for each first electrode E1. In other words, it is expected that the height of each structured Mo pattern is greater than the height Eh of the first electrode E1 it serves to achieve by transfer. Thus, an optimum transfer of the shape of each Mo pattern of resin in the conductive material is allowed to obtain the plurality of first electrodes E1 of conductive material. The anisotropic etching can be carried out using a reactive ion ion etching (RIE) technique of the chlorinated type, with, for example, boron trichloride BCIs or chlorine CI 2. This fourth sub-step is illustrated in Figure 5c. The step 202 of producing the plurality of first electrodes E1 then comprises, according to the first embodiment, a fifth sub-step of depositing a second layer of a dielectric material so as to cover the plurality of first electrodes E1 then a sixth sub-step of partially removing the second layer of dielectric material so as to clear the first end surface ex1 of each first electrode E1. This sixth substep is illustrated in Figure 5d.

Le premier mode de réalisation qui vient d’être décrit présente l’avantage de permettre un transfert de forme simple et répétable, depuis les motifs de résine vers le matériau conducteur, pour l’obtention de la pluralité de premières électrodes.The first embodiment that has just been described has the advantage of allowing a simple and repeatable form transfer from the resin patterns to the conductive material, for obtaining the plurality of first electrodes.

Le deuxième mode de réalisation de l’étape 202 de réalisation de la pluralité de premières électrodes E1 est à présent décrit, en lien avec les figures 6a, 6b, 6c, et 6d. L’étape 202 de réalisation de la pluralité de premières électrodes E1 comporte, selon le deuxième mode de réalisation, la première sous-étape de dépôt, sur une couche en matériau diélectrique comportant l’élément connecteur C, d’une couche d’un matériau conducteur. Cette première sous-étape a été précédemment décrite, elle est commune aux premier et deuxième modes de réalisation. L’étape 202 de réalisation de la pluralité de premières électrodes E1 comporte ensuite, selon le deuxième mode de réalisation, une deuxième sous-étape de réalisation d’une pluralité de masques Ma. Cette deuxième sous-étape est illustrée à la figure 6a. La pluralité de masques Ma est par exemple obtenue en déposant une couche d’un matériau de masque sur la couche du matériau conducteur, puis en réalisant une lithographie conventionnelle. Dans cet exemple, le deuxième mode de réalisation de l’invention permet avantageusement de s’affranchir de l’utilisation des techniques de lithographies les plus agressives tout en obtenant finalement une zone mémoire, entre les première et seconde électrodes de chaque mémoire résistive, de dimensions très réduites. L’étape 202 de réalisation de la pluralité de premières électrodes E1 comporte ensuite, selon le deuxième mode de réalisation, une troisième sous-étape de gravure isotrope, pour l’obtention de la pluralité de premières électrodes E1. Cette troisième sous-étape est illustrée aux figures 6b et 6c. L’étape 202 de réalisation de la pluralité de premières électrodes E1 comporte ensuite, selon le deuxième mode de réalisation, une quatrième sous-étape de retrait de la pluralité de masques Ma, puis une cinquième sous-étape de dépôt d’une deuxième couche d’un matériau diélectrique de manière à recouvrir la pluralité de premières électrodes E1, suivie d’une sixième sous-étape de retrait partiel de la deuxième couche de matériau diélectrique de manière à dégager la première surface d’extrémité ex1 de chaque première électrode E1. Cette sixième sous-étape est illustrée à la figure 6d. Les cinquième et sixième sous-étapes sont communes aux premier et deuxième modes de réalisation.The second embodiment of the step 202 of producing the plurality of first electrodes E1 is now described, in connection with FIGS. 6a, 6b, 6c, and 6d. The step 202 of producing the plurality of first electrodes E1 comprises, according to the second embodiment, the first sub-step of depositing, on a layer of dielectric material comprising the connector element C, a layer of a conductive material. This first sub-step has previously been described, it is common to the first and second embodiments. The step 202 of producing the plurality of first electrodes E1 then comprises, according to the second embodiment, a second substep of producing a plurality of masks Ma. This second substep is illustrated in FIG. 6a. The plurality of masks Ma is for example obtained by depositing a layer of a mask material on the layer of the conductive material, then by performing a conventional lithography. In this example, the second embodiment of the invention advantageously makes it possible to dispense with the use of the most aggressive lithography techniques while finally obtaining a memory zone, between the first and second electrodes of each resistive memory, of very small dimensions. The step 202 of producing the plurality of first electrodes E1 then comprises, according to the second embodiment, a third isotropic etching sub-step, for obtaining the plurality of first electrodes E1. This third substep is illustrated in FIGS. 6b and 6c. The step 202 of producing the plurality of first electrodes E1 then comprises, according to the second embodiment, a fourth substep of removing the plurality of masks Ma, and then a fifth sub-step of depositing a second layer. of a dielectric material so as to cover the plurality of first electrodes E1, followed by a sixth substep of partial removal of the second layer of dielectric material so as to disengage the first end surface ex1 of each first electrode E1 . This sixth substep is illustrated in Figure 6d. The fifth and sixth substeps are common to the first and second embodiments.

La sixième sous-étape de retrait partiel de la deuxième couche de matériau diélectrique, commune aux premier et deuxième modes de réalisation, peut être réalisée de différentes manières. Une première possibilité est d’utiliser une technique de polissage mécano-chimique afin de déboucher sur la première surface d’extrémité ex1 de chaque première électrode E1. Une ou plusieurs cales (« dummies >> en langue anglaise) peuvent avoir été réalisées dans le matériau conducteur, en plus de la pluralité de premières électrodes. La figure 7 montre par exemple une cale 20 comportant une première surface d’extrémité 21 et une deuxième surface d’extrémité 22. La cale 20 présente une hauteur, mesurée suivant une direction perpendiculaire au plan de référence R, sensiblement égale à la hauteur Eh de chaque première électrode El. La première surface d’extrémité 21 de la cale 20 est plus grande que la première surface d’extrémité ex1 de chaque première électrode E1 et forme une surface d’arrêt efficace lors d’un polissage mécano-chimique. Ainsi, on protège la première surface d’extrémité ex1 de chaque première électrode, qui n’est que peu polie ou pas du tout polie lors du polissage mécano-chimique. On obtient pour chaque première électrode E1 une première surface d’extrémité ex1 qui est avantageusement la plus petite possible, afin de contrôler la taille et la position du filament au sein de la couche en matériau actif. La ou les cales peuvent par exemple être de forme cylindrique ou tronconique, comme représenté à la figure 7.The sixth substep of partial removal of the second layer of dielectric material, common to the first and second embodiments, can be realized in different ways. A first possibility is to use a chemical mechanical polishing technique to lead to the first end surface ex1 of each first electrode E1. One or more shims ("dummies" in English) may have been made in the conductive material, in addition to the plurality of first electrodes. FIG. 7 shows, for example, a shim 20 comprising a first end surface 21 and a second end surface 22. The shim 20 has a height, measured in a direction perpendicular to the reference plane R, substantially equal to the height Eh of each first electrode E1. The first end surface 21 of the shim 20 is larger than the first end surface ex1 of each first electrode E1 and forms an effective stop surface during a chemical mechanical polishing. Thus, it protects the first end surface ex1 of each first electrode, which is only slightly polished or not at all polished during chemical mechanical polishing. For each first electrode E1, a first end surface ex1 is obtained which is advantageously the smallest possible, in order to control the size and the position of the filament within the layer of active material. The wedge (s) can for example be of cylindrical or frustoconical shape, as represented in FIG.

Une deuxième possibilité est de réaliser une première sous-étape de polissage mécano-chimique afin d’obtenir une surface plane de la couche de deuxième matériau diélectrique, mais sans déboucher sur la première surface d’extrémité ex1 de chaque première électrode E1. On réalise ensuite une deuxième sous-étape de gravure sèche et/ou humide afin de libérer la première surface d’extrémité ex1 de chaque première électrode E1. Le procédé de gravure utilisé est sélectif vis-à-vis du matériau conducteur des premières électrodes E1, afin que les premières électrodes E1 ne soient pas gravées, ou très peu gravées, durant cette deuxième sous-étape. On obtient ainsi pour chaque première électrode E1 une première surface d’extrémité ex1 qui est avantageusement la plus petite possible, afin de contrôler la taille et la position du filament au sein de la couche en matériau actif.A second possibility is to perform a first chemical-mechanical polishing sub-step in order to obtain a plane surface of the second dielectric material layer, but without opening onto the first end surface ex1 of each first electrode E1. A second dry and / or wet etching sub-step is then carried out in order to release the first end surface ex1 of each first electrode E1. The etching process used is selective with respect to the conductive material of the first electrodes E1, so that the first electrodes E1 are not etched, or very little etched, during this second substep. For each first electrode E1, a first end surface ex1 is thus obtained which is advantageously the smallest possible, in order to control the size and the position of the filament within the layer of active material.

La figure 8a montre schématiquement une première vue de dessus en coupe d’une pluralité de mémoires résistives obtenue par le procédé 200. La figure 8b montre schématiquement une deuxième vue de dessus en coupe de la pluralité de mémoires résistives de la figure 8a. Les figures 8a et 8b sont décrites conjointement. Une pluralité d’éléments connecteurs C est disposée régulièrement avec un pas Cp1 suivant la première direction et un pas Cp2 suivant une deuxième direction parallèle au premier plan de référence R. La deuxième direction est distincte de la première direction. La deuxième direction est préférentiellement sensiblement perpendiculaire à la première direction. Chaque élément connecteur C présente une largeur Cb1 mesurée suivant la première direction et une longueur Cb2 mesurée suivant la deuxième direction. Une pluralité de premières électrodes E1 est disposée régulièrement avec un pas Ep1 suivant la première direction et un pas Ep2 suivant la deuxième direction. Chaque première électrode E1 présente une largeur Eb1 suivant la première direction et une longueur Eb2 suivant la deuxième direction. Suivant la première direction, les pas Ep1 et Cp1 et les largeurs Eb1 et Cb1 sont tels que : 0<Epl- Ebl < Cpl - Cbl et préférentiellement tels que : £01 < Cpl - CblFigure 8a schematically shows a first sectional top view of a plurality of resistive memories obtained by the method 200. Figure 8b schematically shows a second sectional top view of the plurality of resistive memories of Figure 8a. Figures 8a and 8b are described together. A plurality of connector elements C is arranged regularly with a pitch Cp1 in the first direction and a pitch Cp2 in a second direction parallel to the first reference plane R. The second direction is distinct from the first direction. The second direction is preferably substantially perpendicular to the first direction. Each connector element C has a width Cb1 measured along the first direction and a length Cb2 measured along the second direction. A plurality of first electrodes E1 is arranged regularly with a pitch Ep1 in the first direction and a pitch Ep2 in the second direction. Each first electrode E1 has a width Eb1 in the first direction and a length Eb2 in the second direction. According to the first direction, the pitches Ep1 and Cp1 and the widths Eb1 and Cb1 are such that: 0 <Epl-Ebl <Cp1 - Cbl and preferentially such that: £ 01 <Cpl - Cbl

De même, suivant la deuxième direction, les pas Ep2 et Cp2 et les longueurs Eb2 et Cb2 sont tels que : 0 < Ep2 — Eb2 < Cp2 — Cb2 et préférentiellement tels que :Similarly, in the second direction, the pitches Ep2 and Cp2 and the lengths Eb2 and Cb2 are such that: 0 <Ep2 - Eb2 <Cp2 - Cb2 and preferentially such that:

Eb2 < Cp2 - Cb2Eb2 <Cp2 - Cb2

La figure 9 montre schématiquement une vue en perspective d’une pluralité de mémoires résistives obtenue par le procédé de fabrication 200 d’une pluralité de mémoires résistives selon un aspect de l’invention. Dans l’exemple préférentiel de la figure 9, chaque élément connecteur C est un via ou trou d’interconnexion, propre à chaque mémoire résistive, et chaque deuxième électrode E2 est une ligne d’interconnexion, commune à plusieurs mémoires résistives.FIG. 9 schematically shows a perspective view of a plurality of resistive memories obtained by the manufacturing method 200 of a plurality of resistive memories according to one aspect of the invention. In the preferred example of FIG. 9, each connector element C is a via or interconnection hole, specific to each resistive memory, and each second electrode E2 is an interconnection line common to several resistive memories.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1. Procédé (200) de fabrication d’une pluralité de mémoires résistives, chaque mémoire résistive comprenant une première électrode (E1) et une seconde électrode (E2) séparées par une couche en matériau actif (A), chaque mémoire résistive étant initialement dans un état isolant et passant de l’état isolant à un état conducteur par l’application d’une tension seuil VFORMING entre les première et seconde électrodes (E1, E2), le procédé de fabrication comportant : - une étape (201) de réalisation d’une pluralité d’éléments connecteurs (C) s’étendant sensiblement suivant un plan de référence (R) avec un pas Cp suivant une première direction parallèle au plan de référence (R), chaque élément connecteur ayant une largeur Cb mesurée suivant la première direction ; - une étape (202) de réalisation d’une pluralité de premières électrodes (El) avec un pas Ep suivant la première direction, chaque première électrode (El) ayant une première surface d’extrémité (exi) et une deuxième surface d’extrémité (ex2), la deuxième surface d’extrémité (ex2) ayant une largeur Eb mesurée suivant la première direction et une aire supérieure à l’aire de la première surface d’extrémité (exi ) ; le pas Ep et la largeur Eb étant tels que : 0 < Ep — Eb < Cp — Cb et : Eb < Cp — Cb de sorte que, pour chaque élément connecteur (C) de la pluralité d’éléments connecteurs, au moins une première électrode (El) de la pluralité de premières électrodes est en contact, via sa deuxième surface d’extrémité (ex2), avec ledit élément connecteur (C), et chaque première électrode (El) n’est en contact, via sa deuxième surface d’extrémité (ex2), qu’avec au plus un élément connecteur (C) ; - une étape (203) de dépôt d’une couche en matériau actif (A) au contact, pour chaque élément connecteur (C), de la première surface d’extrémité (exi) d’au moins une première électrode (El) en contact avec ledit élément connecteur (G) ; - une étape (204) de réalisation, sur la couche en matériau actif (A), d’au moins une deuxième électrode (E2) de manière que pour chaque élément connecteur (G), la deuxième électrode (E2) est alignée avec au moins une première électrode (E1) en contact avec ledit élément connecteur (G), et la deuxième électrode est séparée de ladite au moins une première électrode (E1) par la couche en matériau actif (A).A method (200) of manufacturing a plurality of resistive memories, each resistive memory comprising a first electrode (E1) and a second electrode (E2) separated by a layer of active material (A), each resistive memory being initially in an insulating state and changing from the insulating state to a conductive state by applying a threshold voltage VFORMING between the first and second electrodes (E1, E2), the manufacturing method comprising: - a step (201) of realization a plurality of connector elements (C) extending substantially in a reference plane (R) with a pitch Cp in a first direction parallel to the reference plane (R), each connector element having a width Cb measured according to the first direction; a step (202) for producing a plurality of first electrodes (El) with a pitch Ep in the first direction, each first electrode (El) having a first end surface (exi) and a second end surface; (ex2), the second end surface (ex2) having a width Eb measured in the first direction and an area greater than the area of the first end surface (exi); the pitch Ep and the width Eb being such that: 0 <Ep - Eb <Cp - Cb and: Eb <Cp - Cb so that, for each connector element (C) of the plurality of connector elements, at least a first electrode (El) of the plurality of first electrodes is in contact, via its second end surface (ex2), with said connector element (C), and each first electrode (El) is in contact via its second surface end (ex2), with at most one connector element (C); a step (203) of depositing a layer of active material (A) in contact, for each connector element (C), with the first end surface (exi) of at least one first electrode (El) in contact with said connector element (G); a step (204) of producing, on the layer of active material (A), at least one second electrode (E2) so that for each connector element (G), the second electrode (E2) is aligned with minus a first electrode (E1) in contact with said connector element (G), and the second electrode is separated from said at least one first electrode (E1) by the layer of active material (A). 2. Procédé (200) de fabrication d’une pluralité de mémoires résistives selon la revendication précédente dans lequel le pas Ep est en outre choisi tel que : 0 < Ep < Cb.2. Method (200) for manufacturing a plurality of resistive memories according to the preceding claim wherein step Ep is further selected such that: 0 <Ep <Cb. 3. Procédé (200) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l’étape (202) de réalisation de la pluralité de premières électrodes (E1) comprend les sous-étapes suivantes : - une sous-étape de dépôt, sur une couche en matériau diélectrique comportant la pluralité d’éléments connecteurs (G), d’une couche d’un matériau conducteur ; - une sous-étape de dépôt, sur la couche du matériau conducteur, d’une couche de résine (Re) ; - une sous-étape de structuration de la couche de résine (Re) pour l’obtention d’une pluralité de motifs (Mo) de résine avec le pas Ep suivant la première direction, chaque motif (Mo) de résine comportant une première surface d’extrémité et une deuxième surface d’extrémité ayant une aire supérieure à l’aire de la première surface d’extrémité, la deuxième surface d’extrémité étant en contact avec la couche du matériau conducteur, la deuxième surface d’extrémité ayant la largeur Eb suivant la première direction ; - une sous-étape de gravure anisotrope de l’empilement formé par la pluralité de motifs (Mo) de résine et la couche du matériau conducteur, avec arrêt sur la couche en matériau diélectrique, pour l’obtention de la pluralité de premières électrodes (E1) ; - une sous-étape de dépôt d’une deuxième couche d’un matériau diélectrique de manière à recouvrir la pluralité de premières électrodes (E1) ; - une sous-étape de retrait partiel de la deuxième couche de matériau diélectrique de manière à dégager la première surface d’extrémité (ex1) de chaque première électrode (E1).3. Method (200) according to any one of the preceding claims characterized in that the step (202) of producing the plurality of first electrodes (E1) comprises the following substeps: - a substep deposition, on a layer of dielectric material comprising the plurality of connector elements (G), a layer of a conductive material; a sub-step of depositing, on the layer of the conductive material, a layer of resin (Re); a sub-step of structuring the resin layer (Re) to obtain a plurality of resin patterns (Mo) with the pitch Ep in the first direction, each resin pattern (Mo) having a first surface; end surface and a second end surface having an area greater than the area of the first end surface, the second end surface being in contact with the layer of the conductive material, the second end surface having the width Eb following the first direction; a sub-step of anisotropic etching of the stack formed by the plurality of resin units (Mo) and the layer of the conductive material, with a stop on the layer of dielectric material, for obtaining the plurality of first electrodes ( E1); a sub-step of depositing a second layer of a dielectric material so as to cover the plurality of first electrodes (E1); a sub-step of partially removing the second layer of dielectric material so as to disengage the first end surface (ex1) of each first electrode (E1). 4. Procédé (200) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l’étape (202) de réalisation de la pluralité de premières électrodes (E1) comprend les sous-étapes suivantes : - une sous-étape de dépôt, sur une couche en matériau diélectrique comportant la pluralité d’éléments connecteurs (G), d’une couche d’un matériau conducteur ; - une sous-étape de réalisation, sur la couche du matériau conducteur, d’une pluralité de masques (Ma) avec le pas Ep suivant la première direction, chaque masque (Ma) ayant une largeur suivant la première direction au moins égale à la largeur Eb ; - une sous-étape de gravure isotrope pour l’obtention de la pluralité de premières électrodes (E1) ; - une sous-étape de retrait de la pluralité de masques (Ma) ; - une sous-étape de dépôt d’une deuxième couche d’un matériau diélectrique de manière à recouvrir la pluralité de premières électrodes (E1) ; - une sous-étape de retrait partiel de la deuxième couche de matériau diélectrique de manière à dégager la première surface d’extrémité (ex1 ) de chaque première électrode (E1).4. Method (200) according to any one of claims 1 to 3 characterized in that the step (202) of producing the plurality of first electrodes (E1) comprises the following substeps: - a substep of depositing, on a layer of dielectric material comprising the plurality of connector elements (G), a layer of a conductive material; a sub-step of producing, on the layer of the conductive material, a plurality of masks (Ma) with the pitch Ep in the first direction, each mask (Ma) having a width in the first direction at least equal to the width Eb; an isotropic etching sub-step for obtaining the plurality of first electrodes (E1); a substep of removing the plurality of masks (Ma); a sub-step of depositing a second layer of a dielectric material so as to cover the plurality of first electrodes (E1); a sub-step of partially removing the second layer of dielectric material so as to disengage the first end surface (ex1) of each first electrode (E1). 5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 4 ou 5 caractérisé en ce que la sous-étape de retrait partiel est réalisée par une technique de polissage mécano-chimique.5. Method according to any one of claims 4 or 5 characterized in that the substep partial sub-step is performed by a chemical mechanical polishing technique. 6. Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce qu’au moins une cale (20) a été préalablement réalisée dans le matériau conducteur en plus de la pluralité de premières électrodes, la cale (20) présentant une hauteur, mesurée suivant une direction perpendiculaire au plan de référence (R), sensiblement égale à la hauteur de chaque première électrode (E1) et ayant une première surface d’extrémité (21) plus grande que la première surface d’extrémité (exi) de chaque première électrode (El) de manière à former une surface d’arrêt lors d’un polissage mécano-chimique.6. Method according to the preceding claim characterized in that at least one wedge (20) has previously been made in the conductive material in addition to the plurality of first electrodes, the wedge (20) having a height, measured in a perpendicular direction. at the reference plane (R), substantially equal to the height of each first electrode (E1) and having a first end surface (21) larger than the first end surface (exi) of each first electrode (El) to form a stop surface during a chemical mechanical polishing. 7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 4 ou 5 caractérisé en ce que la sous-étape de retrait partiel comporte : - une première sous-étape de polissage mécano-chimique ne débouchant pas sur la première surface d’extrémité (exi) de chaque première électrode (El), et - une deuxième sous-étape de gravure afin de libérer la première surface d’extrémité (exi) de chaque première électrode (El).7. Method according to any one of claims 4 or 5 characterized in that the substep partial sub-step comprises: - a first chemical-mechanical polishing sub-step not leading to the first end surface (exi) each first electrode (El), and a second etching sub-step to release the first end surface (exi) of each first electrode (El).
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